利用IEC104遠動規約解決實際問題

張望妮 牛瑞

摘要

本文針對渭南地方電網遠動通道調試運行中的常見問題，著重以分析104報文為手段，通過實際案例對104遠動規約的應用進行了分析。對遠動通道調試中參數設置不當、控制域序號不一致等問題進行深入剖析，指出了分析報文對于發現通信規約問題的重要性。

【關鍵詞】104規約 通道 調試 分析

隨著變電站綜合自動化系統的廣泛應用，眾多變電站已實現無人值班，這對主站端調控自動化系統、廠站端自動化系統的數據通信和數據交互提出了更高的要求，相比于傳統串口通訊的CDT規約，網口通訊的104規約具有可靠性高、傳輸速度快、傳輸信息容量大等更明顯的優勢。截止2017年年底，陜西渭南地方電網的所有變電站己全部改為104規約。但由于規約的自由度比較高，各個廠家使用的104規約也不全是標準的104規約，給日常的通道調試、運行工作帶來了不少困難。

本文針對渭南地方電網在近幾年的遠動通道調試工作中遇到的影響設備正常運行的問題，著重以分析104報文為手段，結合渭南地方電網iES600Pro電網調度自動化系統中104遠動通訊異常的實際案例，深入剖析其內在原因，提出相應的解決對策，希望可以為電網的穩定運行提供一些參考。

1 104規約介紹

IEC60870-5-104通訊規約，簡稱為IEC104規約，它是EEC 60870-5-101的網絡訪問，將IECIOI規約應用服務數據單元通過以太網TCP/IP鏈路傳輸，實現與調度主站的通信。

與其他通信協議一樣，IIEC104規約也有其對應的報文格式，如圖1所示。

由圖1可以看出，IEC104規約的報文由應用規約數據單元（APDU）構成，包含應用規約控制信息（APCI）和應用服務數據單元（ASDU）兩部分。

2 參數設置不當造成的故障

2.1 RTU地址設置不正確

在ASDU中，數據單元標識的第四個、第五個字節定義為應用服務數據單元ASDU公共地址，也就是所謂的RTU站址。公共地址的位組數目由系統參數（網絡一特定）所決定，每一個RTU終端對應唯一的一個值，它可以尋址整個站或者站的特定部分。

應用服務數據單元公共地址如果主站和子站設置不一致的話，將會造成無法總召、無法遙控等問題。

以下為主站、子站RTU地址設置不一致的報文。

S09：42：29 68 OE C2 53 B4 E5 65 01 06 0002 0000 00 00 45

R09：42：29 68 04 01 00 C4 53 68 OE E6 E5C4 53 65 01 6E 00 02 00 00 00 00 45

S09：42：29 68 04 0100 B6 E5

S09：42：29 68 04 0100 B6 E5

R09：42：29 68 AA E8 E5 C4 53 15 20 030001 0001 40 00 07 OE 02 40 00 04 OE 03 4000……

以上為主站RTU地址設置為2，子站RTU地址設置為1的通訊報文，從上面報文可以看出，雙方RTU地址不一致時，主站進行電量總召，子站是不會有回應的。

2.2 信息體起始地址設置不正確

信息體地址的結構如圖2所示。由圖2可以看出，信息體地址占用3個字節的地址，IEC104規約規定信息體地址可以使用1個字節、2個字節或3個字節，但在日常應用中，主要使用3個字節的地址，并且最高字節一般置0，最多容量為65535個信息。

DL/T634.5.1042002規約對信息體地址的規定如圖2所示。

2.2.1 信息體起始地址設置錯誤

S12：02：21 68 OE 00 00 00 00 64 01 06 0001 00 00 00 00 14

R12：02：21 68 OE 00 00 02 00 64 01 07 0001 00 00 00 00 14 68 49 02 00 02 00 01 BC 14 0001 00 0100 00 00……

R12：02：21 68 3B 04 00 02 00 01 AE 14 0001 00 3D 00 00 00……

R12：02：21 68 85 06 00 02 00 09 A8 14 0001 00A1 0F 0000 00 00……

以上為渭南**光伏電站調試時，主站進行總召后，子站的總召回復幀，從上面報文可以看出，子站配置的遙測起始地址是錯誤的。DL/T634.5.1042002版規定，遙測信息體地址為4001H-5000H，而該綜自廠家將遙測起始地址4001H配置成10進制的4001，是此次故障問題所在。

2.2.2 主站和子站的起始點號設置不統一問題

在實際調試中，偶爾會出現遙控錯位的情況，這是由于主站和廠站端習慣的起始點不同造成。主站端一般將第一個遙控點定義為“0”號點，而廠站端一般定義第一個點為“1”號點。如果在調試時候沒有跟綜自廠家溝通好，很容易造成因遙控起始地址不對應而出現的誤遙控現象。在遙控操作時候，廠站端務必將除遙控對象外的其他裝置的測控遠方/就地轉換把手置于就地位置，以免造成串遙控現象。

2.3 電量問題

2.3.1 電量上傳為。

渭南地區些許變電站曾經碰到過電量上傳為。的問題，這是因為渭南地方電網的主站是積成電子股份有限公司iES60OPro調控自動化系統，而它的104規約不是標準的104規約，是修改后的104規約。遇到這種問題時，我們可以將通道規約104規約修改為（106）104網絡規約修改，如果修改規約后，電量依舊上傳為。，可以在RTU參數描述中將電量起始地址設為65301。

2.3.2 上送電量是否凍結

iES60OPro調控自動化系統一般默認主站發送電度量凍結命令，曾碰到3個35kV變電站，使用的國電南京自動化股份有限公司PSX61OG通信服務器，在主站進行電量召喚后，子站上送的電量全為80（表無效），分析104報文發現，子站上送的電量為非凍結電量，主站無法解析，咨詢主站廠家后將RTU參數描述中電量參數設置為非凍結命令電量，電量上送正確。下面分別為渭南地區**變電站表凍結和非凍結電量的報文。

表非凍結電量的報文如下：

S06：14：38 68 OF 88 02 32 14 65 01 06 0001 00 00 00 00 05

R06：14：38 68 OF 34 14 8A 02 65 01 07 0001 00 00 00 00 05 68 EB 36 14 8A 02 25 OF 2500 01 00 0164 00 01

R06：14：38 8E 21 01 00 16 OC 26 14 AF 0710 02 64 00 2C 00 00 00 00 16 OC 26 14 AF 0710……

表凍結電量的報文如下：

SOO：00：21 68 OF 22 00 D8 08 65 01 06 0001 00 00 00 00 45

ROO：00：21 68 OF D8 08 24 00 65 01 07 0001 00 00 00 00 45 68 CA DA 08 24 00 OF 18 2500 01 00 01 64 00 EB

R00：00：21 9E 04 00 00 02 64 00 00 00 0000 01 03 64 00 AD 02 0100 02

3 控制域序號不一致問題

104規約的防止報文丟失和報文重復傳送機制，在I格式報文的第三個字節到第六個字節設置了發送序列號N（S）和接受序列號N（R）。其中第三、第四個字節為發送序列號N（S），第五、第六個字節為接收序列號N（R）。兩個序列號在每個APDU和每個方向上都應按順序加一。

站在主站的角度來看，主站發送報文增加發送序列號，子站發送的報文增加子站報文的發送序列號。當接收站按連續正確收到的APDU的數字返回接收序列號時，表示接收站認可這個APDU或者多個APDU，發送站把一個或幾個APDU保存到一個緩沖區里直到它將自己的發送序列號作為一個接收序列號收回，而這個接收序列號是對所有數字小于或等于該號的APDU的有效確認，這樣就可以刪除緩沖區里已正確傳送過的APDU。萬一更長的數據傳輸只在一個方向進行，就得在另一個方向發送s格式，在緩沖區溢出或超時前認可APDU。這種方法應該在兩個方向上應用。在創建一個TCP連接后，發送和接收序列號都被設置成0。

簡單來說，就是接收方對收到的I格式報文進行判斷，若發送序號大于自己的接收序號，則表明報文丟失;若發送序號小于自己的接收序號，則表明報文重復。

正常情況下，對端報文中的發送序號+1=本端本次報文中的接收序號。

以下為渭南**變電站調試時候由于發送/接收序號不連續而引發的誤碼報文。

R01：04：10 68 C138 0002 00 OD A4 1400 01 00 88 40 00 00 00 00 00 80 00 00 00 0080……

R01：04：10 68 D23C 0002 00 OD 19 03 0001 00 79 40 00 00 00 C7 43 00 9F 40 00 CD CC68 43 00…..

從以上報文可以看出，子站上一幀的發送序列號為38 00，下一幀正確的發送序號應該為3A 00，可是子站上送的發送序號卻為3C00，表明主站接收有丟幀現象。

4 結論

綜上所述，利用104報文分析解決遠動通道調試、日常工作中的問題是非常有效的，104規約在調控自動化系統中的應用提高了電網調控自動化系統的運行水平，應得到相關人員的重視和推廣。

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